水平井测井解释探讨

目录

水平井测井解释探讨 (2)

一、引言 (2)

二、水平井与直井测井环境的差异 (2)

三、水平井测井响应分析 (3)

3.1 电阻率系列测井响应特征 (4)

3.1.1 双感应测井数值模拟 (5)

3.1.2 侧向测井数值模拟 (6)

3.2 孔隙度系列测井响应分析 (7)

四、实例分析 (8)

4.1 井眼轨迹在储层中的位置分析 (9)

4.2储层横向变化特征研究 (12)

4.3流体性质的研究 (14)

五、结论与建议 (15)

水平井测井解释探讨

蔡晓明温新房马宏艳

摘要

本文分析了水平井在测井环境、测井响应等方面与直井的差异，并以安丰平1井为例验证了感应、侧向测井在层界面数值模拟特征；分析了声波测井在层界面响应特征，且与实际测量的情况较吻合。确定了井眼轨迹在储层中位置，对水平段钻遇5层泥岩以及电阻率测井响应的变化做出了合理的解释。探讨了水平井油水层判别方法，并提出了安丰平1井水平段钻遇储层存在二个渗流单元，给出了合理射孔井段和作业方式。

主题词：水平井测井解释井眼轨迹层界面电阻率测井数值模拟

一、引言

随着钻井工艺水平的不断提高，水平井在开采低渗、特低渗储层油气藏效果明显。在测井环境、仪器响应特征、解释模型等方面水平井与直井存在明显的差异。在直井中，地层相对于井轴是对称的，在水平井中井轴周围的地层是各向异性的，地层不再对称。因此水平井的测井解释需要一种新的思维方式，也就是说水平井测井解释是一项新技术。

水平井测井解释是在研究各种不同的测井项目在水平井中响应特征，①进行储层的划分；流体性质识别；②孔隙度、含油饱和度的计算；③产能的评价；④油气藏的几何特征和结构研究，⑤回答钻孔在什么深度以何种方式进入产层、钻孔的位置是否在产层之中；⑥钻孔距上下泥岩隔层的距离，钻孔距流体界面的距离。

二、水平井与直井测井环境的差异

2.1 泥饼的差异

在水平井中，井眼下侧的泥饼比较容易与固相滞留岩屑混层，形成相对较厚岩屑泥饼层，该岩屑泥饼层对径向平均测井仪器影响不大，比如感应测井、侧向测井等；但对定向聚焦测井仪器影响较大，当该类仪器沿井眼下侧读数时，不能准确有效地反映出地层的真实响应，比如双侧向、微侧向、微电极、密度测井等。

2.2 侵入的差异

在直井中，可将侵入剖面简化为以井眼为轴心线的圆柱体，在水平井中由于地层的各向异性存在，侵入剖面比较复杂，主要呈非对称侵入分布，需区别分析。

以原生孔隙为主的储层中，因原始沉积在平面上和垂向上存在明显的差异性，一般情况

下，储层平面上渗透率大于垂直方向上的渗透率，因此，水平方向最初的侵入比垂直方向的侵入要深，其侵入剖面可简化为以井眼为中心线的椭球体，如图1所示。

以次生孔隙为主的地层中，比如裂缝孔隙性孔隙型储层，井眼周围的地层渗透性存在着各向异性，形成更为复杂的侵入剖面。

2.3 层界面的差异

在水平井中，层界面与井眼以比较小角度相交，储层特性在水平方向变化很小，水平井测井曲线难以识别地层界面和流体界面，测井曲线所显示的界面与测量分辨率、探测深度、测量偏差和仪器读值方向有关。因此测井曲线可能显示出相互之间的深度偏移。

2.4 TVD测井曲线的差异

为了简化与其他地质资料的对比，常常将斜井中的测井曲线通过TVD程序校正到真垂直深度测井曲线，但水平井中的井眼轨迹常常呈S型特征，因此水平井中的测井曲线不可能重新显示真垂直深度的测井曲线，也就是说水平井TVD曲线与直井测井曲线可对比性差。但可以通过TVD曲线确定垂直深度。

三、水平井测井响应分析

测井仪器由两类组成：径向平均测量与定向聚焦测量，径向平均测量响应的是垂直于井眼并从井眼向外呈放射状的平面上的平均读数，只要这个平面上的读数是均匀的，就会对地层有较为理想的响应，如图3、4所示。在垂直井中，由于取平均读数的平面平行于地层层面，所以测量平面是均匀的，在水平井中，径向平均测量是在垂直于层理面的平面上读数，因此仪器是在非均质各向异性的介质上读数。感应测井、侧向测井、自然伽玛测井、自然电位、电极电阻率测井、声波测井等是径向平均测井，是目前我油田水平井测井的主要项目。

电极测井是定向聚焦测井，受仪器在井眼中的位置影响大。

孔隙度系列测井（声波、密度、中子）、电阻率系列（感应、侧向）测井是油气层判断的关键曲线，下面重点分析电阻率和孔隙度系列测井在水平井中的响应特征。

3.1 电阻率系列测井响应特征

水平井电阻率测井测井响应的研究主要是通过建立井眼模型，数值模拟电场的分布，计

算电阻率。

3.1.1 双感应测井数值模拟

前人的研究成果表明，在复杂的的几何形状下，计算的感应测井仪器的响应与物理模型中是否包含井眼的关系不大，因此感应测井数值模拟可忽略井眼的影响。

图5模拟的结果揭示：井轴到水平层界面的距离与电阻率变化关系比较复杂，当双感应仪器位于下部地层，且远离地层界面时，它的读数为R 下。当仪器靠近上部高阻层的过程中，在到达上部地层前很长一段时间，中、深感应测量探测的都是这种介质。当仪器位于界面以上5ft 后，两种感应测量都接近值R 上。

由于两个电阻率值间的逐步过渡具有“喇叭状”的特性，因此，仪器探测该高阻层的距离将不能被准确地定量化。如果主要研究的是电阻率读数中由邻层引入的误差，那么当井眼距高阻围岩4ft 之内时，RILd 测量中的误差将超过10％，当邻近的围岩是低阻层时，那么误差将超过25％。

110

100-4

-2

02

4

距层界面的距离 f

t 电阻率 Ωm 地层界面R 下=

1R 上=10图5 靠近地层界面水平井计算的双感应测井响应

测井仪器

如果主要考虑的是探测一个接近的地层，那么只有在所测量的电阻率明显变化时，才被认为是存在邻层的准确指示。对于特殊的应用，可根据计算的测井曲线直观地选择探测的近似距离。深感应测井可探测距离为2ft 的高阻

围岩；具有较浅探测特性的中感应测井可探测

眨离只有1ft 的高阻围岩层。在相反的情况下，

当仪器在高阻层接近一个低阻围岩层时，深感

应测井测量的电阻率值并不明显趋于低值，直

到仪器在低阻层内2ft 才明显趋于低值。同样，

中感应测井必须在低阻层内1ft 时才明显受到

该层影响。刚好位于地层界面处的喇叭状使这

种趋势更复杂。

图6表明数值模拟1米厚的20欧姆米高阻

层在 1 欧姆米的低阻围岩情况下，不同井斜

的感应测井的响应，随着井斜的增大，感应电

阻率逐步降低。